Algoritmos - Aula 01

Algoritmos

Prof. Msc. Carlos Queiroz

Semestre 2014.2

Agenda

Apresentao

Ementa da Disciplina

Avaliao

Bibliografia

Introduo

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Apresentao

Carlos Alberto

Graduao

Especializao

Mestrado

Histrico Profissional

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Apresentao (Alunos)

Algoritmo para apresentao: Faa:

Diga o seu Nome; Responda: J possui algum conhecimento relacionado a

disciplina?

Indique um colega para se apresentar; Enquanto (tiverem alunos que no se apresentaram )

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Ementa

Ementa disponvel no Plano de Ensino

5

Avaliao

3 Provas Avaliao Parcial 1 (AP1) -> Peso 30% da nota final Avaliao Parcial 2 (AP2) -> Peso 30% da nota final Avaliao Parcial 3 (AP3) -> Peso 40% da nota final

Mdia deve ser superior a 5,0. Caso contrrio, nos veremos no prximo semestre =)

Obs.: Terceira prova elaborada pela prpria faculdade (25 questes)

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Bibliografia Bsica

FORBELLONE, Andr Luiz Villar. Lgica de Programao: a Construo de Algoritmos e Estrutura de Dados. So Paulo: Pearson, 2005.

GUIMARAES, Angelo de Moura; LAGES, N. A. C. Algoritmos e Estrutura de Dados. Rio de Janeiro : LTC, 2008.

SEBESTA, Robert W. Conceitos de Linguagens de Programao. So Paulo: Bookman, 2003.

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Aula 1 - Introduo

Agenda

Conceito de Algoritmo

Conceito de programa de computador

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Conceito de Algoritmo

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Conceito de Algoritmo (cont.)

Algoritmos esto em toda parte

Receita de bolo

Descrio de um caminho

Instrues medicamentosas

Manual de instrues

Atividades cotidianas

Etc...

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Conceito de Algoritmo (cont.) Exemplo

Trocar uma lampada...

Pegar Lmpada nova

Pegar Escada

Posicionar escada embaixo da lmpada queimada

Subir na escada com a lmpada nova na mo

Retirar lmpada queimada

Colocar lmpada nova

Descer da escada

Testar no interruptor

Guardar a escada

Descartar Lmpada velha

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Exemplo

Calcular mdia

Pegar nota da primeira prova

Multiplicar primeira nota por 0,3 e guarde o resultado

Pegar nota da segunda prova

Multiplicar segunda nota por 0,3 e guarde o resultado

Pegar nota da terceira prova

Multiplicar terceira nota por 0,4 e guarde o resultado

Some todos os resultados que foram guardados

Mostre ao seu professor

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Computadores podem ajudar na realizao de tarefas mais complexas

Problemas envolvendo um grande volume de dados

Problemas que exijam um grande nmero de operaes

Problemas que exijam preciso

Caractersticas de um bom Algoritmo

Finitude

Exatido

Entradas e Sadas determinadas

Efetividade

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Representao

Linguagem Natural

Descrio textual da tarefa em linguagem natural

Forma narrativa

Ex.: Para chegar na minha casa basta que voc siga pela rua A por 2 quilmetros. Quando voc passar em frente a padaria vire esquerda e siga por mais 100 metros. Minha casa ficar logo sua direita.

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Representao

Fluxograma

Representao Grfica estruturada e simplificada

Ilustra o fluxo de operaes

Sintaxe e Semntica bem definidos

Fcil para traduzir para uma linguagem de programao

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Fluxograma

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A sintaxe de um fluxograma corresponde ao emprego correto de seus Elementos Cada instruo possui um smbolo grfico especfico Cada smbolo admite um conjunto de expresses prprias Sub-rotinas pr-definidas podem ser utilizadas nas

expresses

A semntica de um fluxograma corresponde ao significado dos smbolos utilizados Cada instruo deve ser descrita de forma clara, sem

ambiguidade

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Fluxograma/Resumo


Representao

Pseudo-cdigo

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Algoritmo Aprofundando no conceito Um algoritmo uma sequncia de instrues finita e

ordenada de forma lgica para a resoluo de uma determinada tarefa ou problema.

No obrigatoriamente nico H vrios caminhos para o mesmo destino

Deve seguir uma sequencia lgica Nem toda combinao de uma sequencia de passos vai

levar ao mesmo objetivo completo

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Conceito de Programa

Programa de Computador

Algoritmo escrito em uma linguagem de programao

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0-25

Tipos de Software

Software de Aplicao Programas para realizao de tarefas particulares utilizao da

mquina Ex.: Sistemas de Banco de dados, Sistemas de Planilhas

eletrnicas, sistemas de contabilidade, Software para desenvolvimento de programas, etc

Software de Sistema Tratam da realizao de tarefas comuns aos sistemas

computacionais em geral Fornecem a infraestrutura necessria para execuo das

aplicaes

0-26 Figura 3.3 Classificao de software

Software

Aplicao Sistema

Sistema Sistema

Operacional

Linguagem de Mquina

Um processador executa apenas instrues escritas em linguagem de mquina (dgitos binrios)

Cada instruo composta de duas partes

Comando e operando

1000 11101001

A Linguagem de mquina a mais rpida

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0-28

O Computador

0-29

Viso geral sobre arquitetura de Computadores

Unidade Central de Processamento (CPU)

o conjunto de circuitos de computador que controla a manipulao de dados

Em razo da sua evoluo, hoje so conhecidos tambm por microprocessadores

Consiste em trs partes Unidade Lgica e Aritmtica Unidade de Controle Unidade de Registro

0-30


Unidade Lgica e Aritmtica Contm circuitos que realizam operaes sobre os dados

Unidade de Controle Contm circuitos para a coordenao das atividades da

mquina

Unidade de Registro Contm clulas de armazenamento de dados Essas clulas so chamadas Registradores e servem

como locais temporrios de armazenamento de dados que so manipulados pela CPU

Registradores Propsito geral Propsito especfico

Memria

Dispositivo capaz de armazenar dados.

Possui uma grande quantidade de posies livres para armazenamento temporrio de dados.

0-32


Barramento Ligao entre a CPU de uma mquina e sua memria

principal, para fins de transferncia de padres de bits, atravs de um conjunto de fios

Conceito de Programa Armazenado

0-33

Nos primeiros computadores, os passos que cada dispositivo executava eram definidos dentro das suas unidades de controle, como uma parte da mquina

O objetivo que a CPU pudesse ser reconfigurada Ex.: Cartes perfurados

A ideia que um programa assim como seus dados, pudesse ser codificado e armazenado na memria principal A CPU pode extrair as instrues e execut-las O programa a ser executado pode ser alterado mais facilmente No mais necessrio alteraes na CPU para modificaes no

seu programa

0-34

Linguagem de Mquina

A partir do conceito de programa armazenado, as CPUs so projetadas para reconhecer instrues codificadas como padres de bits

Forma geral de operao em dados

1. Unidade de controle transfere dados da memria principal para os registradores

2. Unidade de controle informa a unidade lgica e aritmtica (ULA) sobre quais registradores mantm os dados

3. Ativa os circuitos apropriados da ULA e informa quais os registradores que devem receber o resultado

0-35

0-36

Controlador

Um aparato intermedirio que cuida da comunicao entre a CPU e um dispositivo

Especializados para cada tipo de dispositivo Traduz mensagens e dados em ambas as

direes entre formatos compatveis Atualmente existem controladores de propsito

geral (Ex.: USB)

Comunicao com outros dispositivos

0-37

Porta Ponto no qual um dispositivo se conecta ao

computador

E/S Mapeada em memria A CPU se comunica com os perifricos como se

eles fossem clulas de memria

Comunicao com outros dispositivos

0-38

Figura 2.13 Controladores anexados ao barramento

O QUE SER ARMAZENADO NA MEMRIA?

n Tipos de Informaes: n Podemos classificar os tipos de informaes a serem

processadas, a grosso modo, em dados e instrues.

n Dados: So as informaes a serem processadas por um computador. Consideremos 3 tipos de dados primitivos: numricos (inteiros e reais), caracteres e lgicos.

Tipos primitivos de dados

n Inteiro: toda e qualquer informao numrica que pertena ao conjunto dos nmeros inteiros (negativa, nula ou positiva).

n Exemplos: 10, 5, -5, -10


n Real: toda e qualquer informao numrica que pertena ao conjunto dos nmeros reais (negativa, nula ou positiva, inteiro ou fracionrio).

n Exemplos:10.555, 15.5, -14.67, -1000.000


n Caractere: So caracterizadas como tipos caracteres, as seqncias contendo letras, nmeros e smbolos especiais. Uma seqncia de caracteres deve ser indicada entre aspas ().

n Este tipo de dado tambm conhecido como alfanumrico, string, literal ou texto.

n Exemplos: "Esta uma cadeia de caracteres", "B", "1552366", "Vozo"


n Lgico: So caracterizados como tipos lgicos, os dados com valores verdadeiro e falso, sendo que este tipo de dado poder representar apenas um dos dois valores.

Constantes

n Definio: um valor fixo que pode ou no ser especificado. n Exemplo: velocidade da luz, pi

n So valores que no sofrem alteraes ao longo da execuo do algoritmo;

n Exemplo: constante pi = 3.14159

VARIVEIS

n O que uma varivel? n Varivel uma estrutura que adiciona apelidos s posies de

memria.

n Para que uma linguagem de programao saiba o que ser guardado em cada posio da memria, necessrio definir um tipo para esse dado.

n Basicamente existem 4 tipos bsicos de variveis: n Valores inteiros (1, -2, 4, 120, 1024, ...)

n Valores reais (1.1, 0.5, 120.50, -1024.0, ...)

n Valores lgicos (verdadeiro, falso)

n Valores caracteres (arroz, 0.5, verdadeiro, 5)

VARIVEIS

n A todo momento durante a execuo de qualquer tipo de programa os computadores esto manipulando informaes representadas pelos diferentes tipos de dados descritos anteriormente.

n Para que no se esquea das informaes, o computador precisa guard-las em sua memria. E para que essa informao possa ser usada depois, ela precisa de uma identificao (etiqueta).

VARIVEIS

n O nome de uma varivel faz referncia ao endereo de memria onde o valor dessa varivel se encontra.

n O nome de uma varivel utilizado para sua identificao e posterior uso dentro de um programa.

VARIVEIS

n O nome da varivel tem que ser nico

n No se deve utilizar espaos entre as letras

n No utilizar smbolo especial exceto sublinha (underline ou underscore) (_)

n O primeiro caractere de uma varivel sempre deve ser uma letra

n Nenhum nome de varivel pode ser uma palavra reservada a uma instruo da linguagem usada

ENTRADA E SADA DE DADOS

n Comandos para receber os dados a serem processados pelos algoritmos e para exibir o resultado processado.

n Comando de entrada (leia) permite atribuir o dado para uma varivel;

n Comando de sada (escreva) permite exibir o contedo de varivel;

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